Глоссарий, законы, правила и принципы экологии, рационального природопользования и охраны природы
Абиотические факторы температура, свет, радиоактивное излучение, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, ветер, течения, рельеф местности – это все свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы.
Адаптация это приспособление организмов к среде.
Адаптивные биологические ритмы суточные, приливно-отливные, равные лунному месяцу, годичные.
Активный иммунитет сопротивление живыми организмами паразитам
Активный путьэто усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов, позволяющих осуществить все жизненные функции организмов, не смотря на отклонения фактора от оптимума.
Анабиозполная временная остановка жизни.
Антропогенные факторы это форма деятельности человеческого общества, которые проводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни.
Аутоэкология раздел экологии, изучающий взаимоотношения отдельных организмов с окружающей средой.
Биогенное вещество (уголь, нефть, известняки, торф, сланцы и др.) — органические и органоминеральные вещества, созданные живыми организмами на протяжении геологической истории Земли и являющиеся источником чрезвычайно мощной энергии.
Биогеосфера это только область высокой концентрации живого вещества и располагается она на границе поверхности земной коры с атмосферой и в верхней части водной оболочки, занимая слой толщиной от нескольких метров (тундра, степь, пустыня) до сотен метров (леса, моря).
Биогеоценоз это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений, имеющих свою специфику взаимодействия этих слагаемых ее компонентов и определенный тип обмена веществами и энергией между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое единство, находящееся в постоянном движении, развитии.
Биогеоценология наука о биогеоценозах, выросла из геоботаники и направлена на изучение функционирования экосистем в конкретных условиях ландшафта в зависимости от свойств почвы, рельефа, характера окружения биогеоценоза и составляющих его первичных компонентов – горной породы, животных, растений, микроорганизмов.
Биосфера та область нашей планеты, в которой существует жизнь и которая постоянно подвергается воздействию живых организмов.
Биотические факторы среды вся сумма воздействий, которые оказывают друг на друга живые существа.
Биотический потенциал скорость роста зависящая от только от величины, свойственного виду.
Биотоп участок абиотической среды, занимаемый биоценозом
Биохимические адаптации проявляются во внутриклеточных процессах, как, например, смена работы ферментов или изменение их количества.
Биоценоз группировки совместно обитающих и взаимно связанных видов.
Биоценология особый раздел общей экологии, которая изучает закономерности сложения и развития биоценозов.
Биоценотическая среда непосредственное живое окружение организма.
Взаимодействие факторов оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы.
Видовое богатство это общий набор видов сообщества, который выражается списками представителей разных групп организмов.
Видовое разнообразие это показатель, отражающий не только качественный состав биоценоза, но и количественные взаимоотношения видов
Викарирующие виды это виды, выполняющие одни и те же функции в сходных биоценозах.
Внутренние циклы это прежде всего физиологические ритмы организма
Возрастная структура популяции определяет все возрастные группы особей, в том числе всех стадий и фаз развития организма.
Возрастное состояние особи это этап ее онтогенеза, на котором она характеризуется определенными отношениями со средой.
Возрастной спектр популяции отражает количественные соотношения разных возрастных групп.
Генетическая структура популяции характеризуется разной степенью генетического разнообразия особей.
Геоэкология наука о взаимодействии систем – географических ( природно-территориальных комплексов, геосистем), биологических (биоценозов, биогеоценозов, экосистем) и социально-производственных (природно-хозяйственных комплексов, неотех- систем).
Глобальный биогеохимический круговорот это система сложно переплетенных циклов отдельных элементов, связанных друг с другом по аналогии с деталями часового механизма.
Демэкология или популяционная экология – наука о популяциях, которая изучает действие факторов среды в популяциях, динамику численности популяций.
Динамика популяции раздел популяционной экологии, изучающий численность особей популяции и механизмы ее регуляции.
Дисперсия популяции это процесс, когда часть особей регулярно покидает популяцию, пополняя соседние или заселяя новые, еще не занятые видом территории
Живое вещество совокупность всех живых организмов, выраженную через массу, энергию и химический состав.
Жизненная форма организма морфологический тип приспособления животного или растения к основным факторам местообитания и определенному образу жизни.
Избегание неблагоприятных воздействий третий возможный путь приспособления к среде. Общий способ для всех групп организмов – выработка таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии развития завершаются в самые благоприятные по температурным и другим условиям периодов года.
Имитационный рефлекс подражание действиям соседей
Клеточный уровень Клетка является структурной и функциональной единицей развития всех живых организмов.
Климат местности многолетний режим погоды.
Колонии групповое поселение оседлых животных. Они могут существовать длительно или возникать на период размножения.
Конкуренция это взаимоотношение видов со сходными экологическими требованиями существующих за счет общих ресурсов, имеющихся в недостатке.
Косвенные связи представляют собой влияние видов друг на друга через среду обитания или путем воздействия на третьи виды.
Критическая длина дня длина светлого периода суток, обеспечивающая переход в очередную фазу развития.
Критические точки максимально и минимально непереносимые значение фактора, за пределами которых существование уже невозможно, наступает смерть.
Малый, или биологический, круговорот вещ это циркуляция веществ между растениями, животными, грибами, микроорганизмами и почвой.
Микроклимат локальные модификации климата, складывающиеся в приземном слое воздуха.
Микроскопический подход это расшифровка связей каждого отдельного вида в сообществе, подробное изучение самых тонких деталей его экологии.
Многолетняя изменчивость зависит от изменения по годам метеорологических условий или других внешних факторов, действующих на сообщество.
Модификация это случайное отклонение численности, возникающее в результате воздействия самых разнообразных факторов, не связанных с плотностью популяции
Молекулярный уровень. Любая живая система, проявляется на уровне функционирования биологических макромолекул – биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов и других важных органических веществ.
Ноосфера новое состояние биосферы, когда разумная деятельность человека становится главным фактором, обусловливающим ее развитие.
Обилие вида Обилие вида
Онтогенетические адаптации ускорение или замедление индивидуального развития, способствующие выживанию при изменении условий.
Организм это открытая биологическая система, состо ящая из взакмозависимых и соподчиненных элементов, взаимоотношение которых и особенности строения детер минироваяы их функционированием как целого.
Плотность популяции среднее число особей на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства.
Поведенческие адаптации например, поиск животными благоприятных мест обитания, создание нор, гнезд и т.п.
Поведенческие способы это способы регуляции температуры тела у пойкилотермных животных – перемена позы, активный поиск благоприятных мест обитания, целый ряд специализированных форм поведения, направленных на создание микроклимата.
Поведенческие способы регуляции это изменение позы и поисков укрытий до сооружения сложных нор, гнезд, осуществления ближних и дальних миграций.
Погода это непрерывно меняющееся состояние атмосферы у земной поверхности до высоты примерно 20км.
Погодные изменения условия жизни в наземно-воздушной среде.
Популяция группа особей одного вида, находящаяся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию.
Поток энергии переход энергии в виде химических связей органических соединений (пищи) по цепям питания от одного трофического уровня к другому (более высокому)
Прирост популяции разница между рождаемостью и смертностью.
Прогноз определение возможных изменений природы под влиянием естественных и антропогенных факторов.
Прямые связи возникают при непосредственном контакте организмов.
Резистентность противостояние замерзанию.
Ресурсы окружающей среды организмы используют, потребляют, тем самым уменьшая их количество. К ресурсам относят пищу, воду при ее дефиците, убежища, удобные места для размножения и т.п.
Рождаемость число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения.
Саморегуляция необходимое приспособление организмов для поддержания жизни в постоянно меняющихся условиях.
Сезонная изменчивость биоценозов выражается в изменении не только состояния и активности, но и количественного соотношения отдельных видов в зависимости от циклов их размножения, сезонных миграций, отмирания отдельных генераций в течении года.
Семья простейшая группировка особей, которая после размножения может распадаться, а может состоять из родителей и потомков нескольких поколений. Различают семьи отцовского, материнского и смешанного типа, в зависимости от того, кто из родителей берет на себя уход за потомством.
Симбиоз неразделимые полезные связи других видов.
Синэкология или экология сообществ (биоценология), изучает ассоциации популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов, образующих биоценозы (сообщества), их пути формирования, развитие, структуру и динамику, взаимодействие с факторами среды.
Система общенаучное понятие, которое выражает совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство. Под «элементом системы» понимают объект или совокупность объектов (иногда разнородных), выполняющих одну функцию.
Смертность показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определенный отрезок времени.
Социальная экология наука, изучающая взаимоотношения в системе общество – природа, влияние окружающей среды на общество.
Среда обитания это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он не посредственно взаимодействует.
Темп роста средний прирост за единицу времени.
Температурный порог развития или биологический нуль развития это нормальный восстанавливающийся обмен веществ после холодового угнетения для каждого вида при определенной температуре.
Толерантность устойчивость к замерзанию.
Условия это такие факторы, к которым организмы вынуждены приспосабливаться, но повлиять на них обычно не могут
Физиологические адаптации например, усиление потоотделения при повышении температуры у ряда видов.
Физиологический оптимум это благоприятное для вида сочетание всех абиотических факторов, при котором возможны наиболее быстрые темпы роста и размножения.
Физическая терморегуляция рефлекторное сужение и расширение кровеносных сосудов кожи, меняющее ее теплопроводность, изменение теплоизолирующих свойств меха и перьевого покрова, противоточный теплообмен путем контакта сосудов при кровоснабжении отдельных органов, регуляцию испарительной теплоотдачи.
Физическая терморегуляция транспирация и морфологические адаптации, направленные на поддержание теплового баланса растений.
Численность общее количество особей на выделяемой территории.
Экологическая индивидуальность результат конкурентного вытеснения одного вида другим.
Экологическая ниша положение вида, которое он занимает в общей системе биоценоза, комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.
Экологическая структура характеристика разных типов биоценозов определенным соотношением экологических групп организмов.
Экологические факторы отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на олрганизмы.
Экологический спектр вида набор экологических валентностей по отношению к разным факторам среды.
Экология то наука о связях, поддерживающих устойчивость жизни в окружающей среде.
Экология популяций предмет специального раздела санэкологии, который изучает роли взаимоотношений в пределах вида, многообразие и специфику форм.
Экология человека (антропоэкология) изучает взаимодействия человека как биосоциального существа со сложным многокомпонентным окружающим миром, с постепенно усложняющейся динамической средой обитания.
Экосистема любая совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ.
Экотоп это совокупность условий абиотической среды.
Экстремальные условия условия, приближающиеся по одному или сразу нескольким факторам к критическим точкам.
Этологическая (поведенческая) структура это система взаимоотношений между членами одной популяции.
Аксиома адаптированности Ч. Дарвина: каждый вид адаптирован к строго определенной, специфичной для него совокупности условий существования.
Биогенетический закон (Э. Геккеля и Ф. Мюллера): каждая особь на ранних стадиях онтогенеза повторяет некоторые основные черты строения своих предков, иначе говоря, онтогенез (индивидуальное развитие) есть краткое повторение филогенеза (эволюционного развития).
Закон генетического разнообразия: все живое генетически различно и имеет тенденцию к увеличению биологической разнородности. Двух генетически абсолютных особей (кроме однояйцевых близнецов, немутирующих клонов, вегетативных линий и немногих других исключений), а тем более видов живого в природе быть не может.
Закон единства «организм-среда»: жизнь развивается в результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов.
Закон константности количества живого вещества биосферы (В.И. Вернадскогого) количество (биомасса) живого вещества биосферы (для данного геологического периода) есть константа. Согласно этому закону любое изменение количества живого вещества в одном из регионов биосферы неминуемо влечет за собой такую же по размеру его перемену в каком-либо регионе, но с обратным знаком.
Закон максимума биогенной энергии (энтропии) В.И. Вернадского-Э.С. Бауэра: любая биологическая или биокосная система, находясь в состоянии динамического подвижного равновесия с окружающей средой и эволюционно развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду, если этому не препятствуют внешние факторы.
Закон минимума (основной закон) (Ю. Либиха): выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, то есть жизненные возможности лимитируются экологическими факторами, количество и качество которых близки к необходимому организму или экосистеме минимуму; дальнейшее их снижение ведет к гибели организма или деструкции экосистемы. Дополнительное правило взаимодействия факторов: организм в определенной мере способен заменить дефицитное вещество или другой действующий фактор иным функционально близким веществом или фактором (например, одно вещество другим, функционально и химически близким).
Закон незаменимости биосферы: биосферу нельзя заменить искусственной средой.
Закон необратимости эволюции (Л. Долло): организм (популяция, вид) не сможет вернуться к прежнему состоянию, уже существовавшему в ряду предков. Также закон может быть распространен не экологические системы, котрые не могут повторяться уже потому, что не могут повториться составляющие их организмы.
Закон однонаправленности потока энергии: с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой более высокий уровень в среднем около 10% поступившей на предыдущий уровень энергии. Обратный поток с более высоких на более низкие уровни намного слабее – не более 0,25%. Поэтому говорить о «круговороте энергии» нельзя. См. Закон пирамиды энергии (Р. Линдемана).
Закон пирамиды энергии (Р. Линдемана): с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень в среднем не более 10% энергии.
Закон развития природной системы за счет окружающей ее среды: любая система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды; абсолютно изолированное саморазвитие невозможно. Из закона вытекают следствия, имеющие важное теоретическое и практическое значение: 1. Абсолютно безотходное производство невозможно (оно равнозначно созданию вечного двигателя). 2. Любая более высокоорганизованная система, используя и видоизменяя среду жизни, представляет потенциальную угрозу для более низкоорганизованных систем (благодаря этому в земной биосфере невозможно повторное зарождение жизни – она будет уничтожена существующими организмами). 3. биосфера Земли как система развивается не толко за счет ресурсов планеты, но опосредованно за счет и под управляющим воздействием космических систем (прежде всего солнечной).
Закон снижения энергетической эффективности природопользования: с ходом исторического времени при получении из природных систем полезной продукции на ее единицу в среднем затрачивается все больше энергии. Увеличиваются и энергетические расходы на одного человека: расход энергии на одного человека (в ккал/сут.) в каменном веке был порядка 4 тыс., в аграрном обществе – 12 тыс., в индустриальную эпоху – 70 тыс., а в передовых развитых странах настоящего времени – 230-250 тыс.
Закон толерантности (В. Шелфорда): лимитирующим фактором процветания организма (вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору. «Грубо говоря, плохо и недокормить и перекормить, все хорошо в меру» (Н.Ф. Реймерс).
Закон усложнения организации организмов (К.Ф. Рулье): историческое развитие живых организмов (природных систем) приводит к усложнению их организации путем дифференциации функций и органов (подсистем), выполняющих эти функции.
Закон физико-химического единства живого вещества (В.И. Вернадского): все живое вещество Земли физико-химически едино, что не исключает биогеохимических различий.
Закон Харди-Вайнберга относительные частоты аллелей в популции остаются неизменными из поколения в поколение, если соблюдаются следующие условия: популяция велика; в популяции осуществляется свободное скрещивание; отсутствует отбор; не возникает новых мутаций; нет миграции новых генотипов в популяцию или из популяции.
Закон эмерджентности: система обладает особыми свойствами, не присущими ее отдельным элементам. Например, молекула обладает иными свойствами, чем составляющие ее атомы.
«Законы» экологии Б. Коммонера 1) все связано со всем; 2) все должно куда-то деваться; 3) природа «знает» лучше; 4) ничто не дается даром. Первый закон «Все связано со всем» отражает взаимосвязанность множества природных объектов. Он предостерегает человека от необдуманного воздействия на биосферу и ее компоненты, что может привести к непредвиденным последствиям. Второй закон «Все должно куда-то деваться» следует из фундаментального закона сохранения материи. Он требует по-новому рассматривать проблему вещественных и энергетических отходов материального производства. Третий закон «Природа знает лучше» подразумевает, что сложившиеся в ходе эволюции и прошедшие жесткий естественный отбор организмы и их собщества, а также сформировавшиеся между ними отношения- это наиболее оптимальные системы. Любое вмешательство в них человека скорее ухудшит их состяние, чем улучшит. Четвертый закон «Ничто не дается даром» подразумевает, что за воздействие на биосферу и ее компоненты придется рано или поздно платить.
Правило А. Уоллеса: по мере продвижения с севера на юг видовое разнообразие увеличивается. Причина в том, что северные биоценозы историческимоложе и находятся в условиях меньшего поступления энергии Солнца.
Правило Аллена: выступающие части тела теплокровных животных в холодном климате короче, чем в теплом, чтобы отдавать в окружающую среду меньше тепла.
Правило Бергмана: у теплокровных животных средние размеры тела особей больше у популяций, живущих в более холодных частях ареала вида.
Правило биологическогоусиления: при переходе на более высокий уровень экологической пирамиды накопление ряда веществ, в том числе токсичных и радиоактивных, увеличивается при мерно в такой же пропорции.
Правило биоценотической надежности: надежность биоценоза зависит от его энергетической эффективности в данных условиях среды и возможности структурно-функциональной перестройки в ответ на изменение внешних воздействий.
Правило Вант-Гоффа: увеличение температуры тела на 10 °С, как правило приводит к ускорению химических процессов в 2-3 раза. Это важно при изменении температуры организмов и окружающей среды.
Правило взаимоприспособленности организмов в биоценозхе К. Мебиуса-Г.Ф. Морозова: виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутренне противоречивое, но единое и взаимно увязанное целое. В природе нет полезных и вредных видов живых организмов, они все нужны и служат друг другу и приспособлены друг под друга.
Правило географического оптимума: в центре видового ареала обычно существуют оптимальные для вида условия существования, ухудшающиеся к периферии области обитания вида.
Правило Глогера: окраска животных в холодном и сухом климате сравнительно светлее, чем в теплом и влажном.
Правило десяти процентов: среднемаксимальный переход с одного трофичексого уровня экологичсекой пирамиды на другой 10% (от 7 до17%) энергии (или внщества в энергетическом выражении), как правило, не ведет к неблагоприятным для экосистемы (теряющего энергию трофического уровня) последствиям. В стационарных популяциях изъятие 10-40% особей также не ведет к выведению популяции из стационарного состояния. В нестационарных популяциях при их росте возможно изъятие до 90% особей, что не предотвращает дальнейшего увеличения численности. В то же время из популяций, снижающих численность, изъятие особей может привести к полному исчезновению.
Правило обязательности заполнения экологических ниш: пустующая экологическая ниша всегда и обязательно бывает естественно заполнена.
Правило одного процента: изменение энергетики прирродной системыв пределах 1% выводит природную систему из равновесного состояния. Все крупномасшатбные явления на поверхности Земли, как правило, имеют суммарную энергию, не превышающую 1% о энергии солнечного излучения, падающего на поверхность нашей планеты.
Правило островного измельчения: особи видов животных, обитающих на островах, как правило, мельче таких же материковых особей, живущих в аналогичных условиях.
Правило пищевой корреляции (В. Уини-Эдвардса): в ходе эволюции сохраняются только те популяции, скоросмть размножения которых скоррелирована с количеством пищевых ресурсов среды их обитания. При этом скорость размножения всегда ниже максимально возможной, и постоянно остается запас пищевых ресурсов. Отступление от этого правила ведет к тому, что популяция остается без пищи и вымиирает или снижает темпы рзмножения.
Принцип исключения Г.Ф. Гаузе (теорема Гаузе): два вида не могут сосуществовать в одной и той же местности, если их экологические потребности идентичны, то есть они занимают одну и ту же экологическую нишу.
Принцип Ле Шателье-Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.
Принцип минимального размера популяций: существует минимальный размер популяции, ниже которого ее численность не может опускаться.
Принцип разнообразия (А. Тинемана): чем разнообразнее условия биотопа тем больше видов в биоценозе.
Принцип Реди: живое происходит только от живого, между живым и неживым веществом существует непроходимая граница. Данный принцип был заново сформулирован В.И. Вернадским в 1924 году.
Принцип сохранения упорядоченности (И. Пригожина): в открытых системах энтропия не возрастает, а уменьшается до тех пор, пока не достигается минимальная постоянная величина, всегда больше нуля.